Nghiên Cứu Sản Xuất Koji Để Ứng Dụng Trong Nước Mắm Từ Thịt Vụn Cá Ngừ

• Tác giả: Hoàng Thị Hằng
• Người hướng dẫn: TS. Lại Quốc Đạt
• Trường học: Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc Gia TP. HCM
• Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
• Đề tài: Nghiên Cứu Sản Xuất Koji Ứng Dụng Trong Nước Mắm Từ Thịt Vụn Cá Ngừ
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

• LỜI CÁM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về cá ngừ
• 1.2. Giới thiệu chung
• 1.3. Phân loại và phân bố
• 1.4. Phân loại của cá ngừ tại Việt Nam
• 1.5. Sự phân bố của cá ngừ
• 1.6. Thành phần hóa học của cá ngừ
• 1.7. Thực trạng về chế biến cá ngừ hiện nay
• 1.8. Thực trạng chung trên toàn thế giới
• 1.9. Tình hình chế biến cá ngừ tại Việt Nam
• 1.10. Lịch sử phát triển Koji
• 1.11. Bản chất của Koji
• 1.12. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh tổng hợp protease trong mốc Koji Aspergillus
• 1.12.1. Thành phần môi trường
• 1.12.2. Điều kiện nuôi cấy
• 1.13. Nước mắm và quá trình lên men nước mắm bổ sung protease
• 1.13.1. Thực trạng sản xuất nước mắm tại Việt Nam hiện nay
• 1.13.2. Cơ sở khoa học của ứng dụng protease trong sản xuất nước mắm
• 1.13.3. Cơ chế phân giải của enzyme protease
• 1.13.4. Phương pháp sản xuất nước mắm truyền thống và phương pháp có bổ sung enzyme
• 1.13.5. Ứng dụng chế phẩm protease từ Koji trong sản xuất nước mắm
• 2. CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Nguyên liệu và hóa chất
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.2.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh tổng hợp protease trong quá trình nuôi cấy mốc tạo chế phẩm Koji
• 2.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ đậu nành/trấu trong môi trường nuôi cấy
• 2.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng casein đến hoạt tính protease
• 2.2.4. Khảo sát ảnh hưởng của pH ban đầu của môi trường nuôi cấy đến hoạt tính protease
• 2.2.5. Khảo sát ảnh hưởng của độ ẩm ban đầu của môi trường nuôi cấy đến hoạt tính protease
• 2.2.6. Khảo sát khả năng sử dụng chế phẩm Koji để thủy phân protein trên cơ chất thịt vụn cơ sâm cá ngừ
• 2.2.7. Phân tích thành phần hóa học của thịt vụn cơ sâm cá ngừ
• 2.2.8. Khảo sát ảnh hưởng của phương pháp bổ sung muối một lần trong quá trình thủy phân protein từ thịt vụn cơ sâm cá ngừ bằng chế phẩm Koji
• 2.2.9. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ protease và phương pháp bổ sung muối trong quá trình thủy phân protein từ thịt vụn cơ sâm cá ngừ bằng chế phẩm Koji
• 2.3. Các phương pháp phân tích
• 2.3.1. Phương pháp định lượng bào tử (đếm trực tiếp)
• 2.3.2. Xác định hàm lượng AM
• 2.3.3. Xác định hoạt tính protease bằng phương pháp Anson cải tiến
• 2.3.4. Phương pháp xác định hàm lượng tro nung đến khối lượng không đổi
• 2.3.5. Phương pháp xác định hàm lượng chất béo
• 2.3.6. Xác định hàm lượng nitơ tổng
• 2.3.7. Xác định hàm lượng nitơ acid amin bằng phương pháp Ninhydrin
• 2.3.8. Xác định hàm lượng nitơ amoniac (NH3) bằng phương pháp chưng cất
• 2.3.9. Xác định tỉ lệ nitơ amin/nitơ tổng
• 2.3.10. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến quá trình sinh tổng hợp protease trong quá trình nuôi cấy mốc Aspergillus oryzae
• 3.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ đậu nành/trấu trong môi trường nuôi cấy đến hoạt tính protease
• 3.3. Ảnh hưởng của hàm lượng casein đến hoạt tính protease
• 3.4. Ảnh hưởng của pH ban đầu của môi trường nuôi cấy đến hoạt tính protease
• 3.5. Ảnh hưởng của độ ẩm ban đầu của môi trường đến hoạt tính protease
• 3.6. Kết quả khảo sát khả năng sử dụng chế phẩm Koji để thủy phân protein trên cơ chất thịt vụn cơ sâm cá ngừ
• 3.7. Thành phần hóa học của thịt vụn cơ sâm cá ngừ
• 3.8. Ảnh hưởng của việc bổ sung muối một lần đến khả năng thủy phân protein từ thịt vụn cơ sâm cá ngừ bằng chế phẩm Koji
• 3.9. Ảnh hưởng của việc bổ sung muối nhiều lần đến khả năng thủy phân protein từ thịt vụn cơ sâm cá ngừ bằng chế phẩm Koji
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• PHỤ LỤC
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Koji và Ứng Dụng Trong Nước Mắm 55 ký tự

Nghiên cứu về Koji và ứng dụng của nó trong sản xuất nước mắm từ thịt vụn cá ngừ là một hướng đi đầy tiềm năng. Trong quá trình chế biến cá ngừ, một lượng lớn phế phẩm, đặc biệt là thịt vụn cơ sam cá ngừ, bị loại bỏ. Đây là nguồn đạm dồi dào nhưng chưa được khai thác hiệu quả, thường chỉ dùng làm bột cá. Việc sử dụng Koji, một chế phẩm enzyme thô từ nấm mốc Aspergillus oryzae, để thủy phân protein trong thịt vụn cá ngừ có thể tạo ra nước mắm chất lượng cao, góp phần tăng hiệu quả kinh tế và giảm thiểu chất thải. Theo AC Nielsen (2015), thị trường nước mắm Việt Nam có tiềm năng phát triển mạnh, do đó, việc tìm kiếm nguồn nguyên liệu mới là rất quan trọng. Nghiên cứu này nhằm đánh giá khả năng sử dụng Koji để sản xuất nước mắm từ thịt vụn cá ngừ, góp phần đa dạng hóa nguồn nguyên liệu và nâng cao giá trị sản phẩm.

1.1. Giới thiệu về Koji và vai trò trong thực phẩm lên men

Koji là một chế phẩm enzyme thô, được tạo ra bằng cách nuôi cấy các loại nấm mốc, chủ yếu là Aspergillus oryzae và Aspergillus sojae, trên các loại ngũ cốc như gạo, đậu nành, lúa mì. Koji chứa nhiều loại enzyme, đặc biệt là amylase và protease, có khả năng phân giải tinh bột và protein thành các thành phần đơn giản hơn, tạo ra hương vị đặc trưng cho các sản phẩm lên men như nước tương, miso, sake, và nước mắm. Việc sử dụng Koji trong sản xuất thực phẩm lên men đã có lịch sử lâu đời ở các nước châu Á.

1.2. Thịt vụn cá ngừ Nguồn nguyên liệu tiềm năng cho sản xuất nước mắm

Thịt vụn cá ngừ, đặc biệt là thịt vụn cơ sam cá ngừ, là một nguồn protein dồi dào, thường bị bỏ đi trong quá trình chế biến cá ngừ phi lê. Thành phần dinh dưỡng của thịt vụn cá ngừ tương đương, thậm chí có phần vượt trội so với các loại cá thường dùng để sản xuất nước mắm như cá cơm. Việc sử dụng thịt vụn cá ngừ không chỉ giúp giảm thiểu chất thải mà còn tận dụng được nguồn nguyên liệu có giá trị dinh dưỡng cao. Tuy nhiên, thịt vụn cá ngừ thiếu enzyme protease tự nhiên, do đó cần bổ sung từ bên ngoài.

II. Thách Thức Trong Sản Xuất Nước Mắm Từ Thịt Vụn Cá Ngừ 59 ký tự

Việc sản xuất nước mắm từ thịt vụn cá ngừ gặp phải một số thách thức. Thứ nhất, thịt vụn cá ngừ không có sẵn enzyme protease như trong nội tạng cá, do đó cần bổ sung enzyme từ bên ngoài. Thứ hai, quá trình thủy phân protein trong thịt vụn cá ngừ có thể tạo ra các hợp chất gây mùi khó chịu nếu không được kiểm soát chặt chẽ. Thứ ba, cần tối ưu hóa quy trình sản xuất để đảm bảo chất lượng và an toàn thực phẩm của sản phẩm nước mắm tạo ra. Cuối cùng, cần đánh giá hiệu quả kinh tế của quy trình sản xuất để đảm bảo tính khả thi trong thực tế. Nghiên cứu này tập trung vào việc giải quyết các thách thức này bằng cách sử dụng Koji như một nguồn enzyme protease tự nhiên.

2.1. Thiếu hụt Enzyme Protease tự nhiên trong thịt vụn cá

Sản xuất nước mắm truyền thống dựa vào quá trình thủy phân protein tự nhiên nhờ các enzyme protease có trong nội tạng cá. Tuy nhiên, thịt vụn cá ngừ lại thiếu hụt các enzyme này, đòi hỏi phải bổ sung từ nguồn bên ngoài để thúc đẩy quá trình lên men và tạo ra hương vị đặc trưng. Việc lựa chọn nguồn enzyme protease phù hợp là yếu tố then chốt để đảm bảo chất lượng nước mắm.

2.2. Nguy cơ tạo mùi khó chịu trong quá trình thủy phân

Quá trình thủy phân protein, đặc biệt là từ các nguồn nguyên liệu như thịt vụn cá ngừ, có thể tạo ra các hợp chất gây mùi khó chịu như amin, sulfide, nếu không được kiểm soát chặt chẽ về nhiệt độ, pH, và thời gian. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng cảm quan của nước mắm. Vì vậy, việc kiểm soát quá trình lên men và sử dụng các biện pháp xử lý mùi là rất quan trọng.

III. Phương Pháp Sản Xuất Koji Protease Từ Aspergillus Oryzae 57 ký tự

Việc sản xuất Koji giàu protease từ Aspergillus oryzae đòi hỏi quy trình nuôi cấy và kiểm soát các yếu tố môi trường chặt chẽ. Các yếu tố quan trọng bao gồm tỷ lệ đậu nành/trấu, hàm lượng casein, pH canh trường, và độ ẩm. Tối ưu hóa các yếu tố này sẽ giúp tăng cường khả năng sinh tổng hợp protease của Aspergillus oryzae, từ đó tạo ra Koji có hoạt lực enzyme cao. Quá trình sản xuất Koji bao gồm các bước chính như chuẩn bị môi trường, cấy giống, ủ lên men, và sấy khô. Kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm trong quá trình lên men là rất quan trọng để đảm bảo sự phát triển của nấm mốc và hoạt lực enzyme.

3.1. Tối ưu hóa môi trường nuôi cấy Aspergillus Oryzae

Môi trường nuôi cấy đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự phát triển của Aspergillus oryzae và sinh tổng hợp protease. Tỷ lệ đậu nành/trấu, hàm lượng casein, pH canh trường, và độ ẩm cần được tối ưu hóa để tạo điều kiện tốt nhất cho nấm mốc phát triển và sản xuất enzyme. Việc bổ sung các chất dinh dưỡng cần thiết và kiểm soát các yếu tố môi trường sẽ giúp tăng cường hoạt lực protease của Koji.

3.2. Kiểm soát quá trình lên men và thu hoạch Koji

Quá trình lên men là giai đoạn quan trọng nhất trong sản xuất Koji. Nhiệt độ và độ ẩm cần được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo sự phát triển của nấm mốc và hoạt lực enzyme. Thời gian lên men cũng ảnh hưởng đến chất lượng Koji. Sau khi lên men xong, Koji cần được sấy khô để bảo quản và tăng thời gian sử dụng. Quy trình thu hoạch và bảo quản Koji cần đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm.

IV. Ứng Dụng Koji Thủy Phân Thịt Vụn Cá Ngừ Trong Nước Mắm 59 ký tự

Việc sử dụng Koji để thủy phân thịt vụn cá ngừ trong sản xuất nước mắm là một giải pháp khả thi và hiệu quả. Enzyme protease từ Koji sẽ phân giải protein trong thịt vụn cá ngừ thành các acid amin và peptide, tạo ra hương vị đặc trưng cho nước mắm. Quá trình thủy phân cần được kiểm soát chặt chẽ về nhiệt độ, pH, và thời gian để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Việc bổ sung muối và các gia vị khác cũng ảnh hưởng đến quá trình lên men và hương vị của nước mắm. Phân tích cảm quan và phân tích hóa học cần được thực hiện để đánh giá chất lượng nước mắm tạo ra.

4.1. Tối ưu hóa quá trình thủy phân Protein từ Koji

Quá trình thủy phân protein từ Koji cần được tối ưu hóa về nhiệt độ, pH, thời gian, và tỷ lệ enzyme/protein. Việc kiểm soát các yếu tố này sẽ giúp tăng cường hiệu quả thủy phân, giảm thiểu sự tạo thành các hợp chất gây mùi khó chịu, và tạo ra hương vị nước mắm mong muốn. Nghiên cứu cần xác định điều kiện thủy phân tối ưu để đạt được chất lượng sản phẩm tốt nhất.

4.2. Ảnh hưởng của phương pháp bổ sung muối đến chất lượng

Phương pháp bổ sung muối ảnh hưởng đến quá trình lên men, hoạt động của enzyme, và hương vị của nước mắm. Việc bổ sung muối một lần hay nhiều lần, tỷ lệ muối, và thời điểm bổ sung muối cần được nghiên cứu để xác định phương pháp tối ưu. Muối không chỉ có tác dụng bảo quản mà còn ảnh hưởng đến quá trình hình thành hương vị đặc trưng của nước mắm.

V. Đánh Giá Chất Lượng Nước Mắm Koji Từ Thịt Vụn Cá Ngừ 58 ký tự

Chất lượng của nước mắm Koji từ thịt vụn cá ngừ cần được đánh giá toàn diện thông qua các phương pháp phân tích cảm quan và phân tích hóa học. Phân tích cảm quan đánh giá màu sắc, mùi vị, và trạng thái của sản phẩm. Phân tích hóa học xác định hàm lượng nitơ tổng, nitơ acid amin, nitơ amoniac, và các thành phần khác. Kết quả phân tích sẽ giúp xác định chất lượng và giá trị dinh dưỡng của nước mắm, cũng như so sánh với các loại nước mắm truyền thống. An toàn thực phẩm cũng là một yếu tố quan trọng cần được đảm bảo.

5.1. Phân tích Cảm Quan Màu Mùi Vị của nước mắm Koji

Đánh giá cảm quan là bước quan trọng để xác định chất lượng nước mắm. Các chỉ tiêu cảm quan như màu sắc, mùi, vị, và trạng thái được đánh giá bởi hội đồng chuyên gia. Kết quả phân tích cảm quan cho biết mức độ chấp nhận của người tiêu dùng đối với sản phẩm và so sánh với các loại nước mắm truyền thống.

5.2. Phân tích Hóa Học Hàm lượng Nitơ Acid amin và Amoniac

Phân tích hóa học cung cấp thông tin về thành phần hóa học của nước mắm, đặc biệt là hàm lượng nitơ tổng, nitơ acid amin, và nitơ amoniac. Các chỉ số này cho biết mức độ thủy phân protein và chất lượng dinh dưỡng của sản phẩm. Hàm lượng muối và các thành phần khác cũng được xác định để đảm bảo an toàn thực phẩm.

VI. Kết Luận và Triển Vọng Ứng Dụng Koji Trong Nước Mắm 55 ký tự

Nghiên cứu cho thấy việc sử dụng Koji để sản xuất nước mắm từ thịt vụn cá ngừ là khả thi về mặt kỹ thuật. Tuy nhiên, cần thực hiện thêm các nghiên cứu khác để tối ưu hóa quy trình lên men, khảo sát chất lượng dinh dưỡng và cảm quan của sản phẩm, và đánh giá hiệu quả kinh tế. Việc ứng dụng Koji trong sản xuất nước mắm có tiềm năng góp phần đa dạng hóa nguồn nguyên liệu, giảm thiểu chất thải, và nâng cao giá trị sản phẩm. Kinh tế tuần hoàn và phát triển bền vững là những yếu tố quan trọng cần được xem xét trong quá trình ứng dụng.

6.1. Tối ưu hóa quy trình lên men và nâng cao chất lượng nước mắm

Nghiên cứu trong tương lai cần tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình lên men, bao gồm các yếu tố như nhiệt độ, pH, thời gian, và tỷ lệ enzyme/protein. Các biện pháp xử lý mùi cũng cần được nghiên cứu để cải thiện chất lượng cảm quan của sản phẩm. Việc sử dụng các chủng Aspergillus oryzae có hoạt lực protease cao cũng là một hướng đi tiềm năng.

6.2. Nghiên cứu sâu hơn về giá trị dinh dưỡng và hiệu quả kinh tế

Cần thực hiện các nghiên cứu sâu hơn về giá trị dinh dưỡng của nước mắm Koji từ thịt vụn cá ngừ, bao gồm hàm lượng acid amin, vitamin, và khoáng chất. Đồng thời, cần đánh giá hiệu quả kinh tế của quy trình sản xuất để đảm bảo tính khả thi trong thực tế. So sánh chi phí sản xuất và lợi nhuận với các loại nước mắm truyền thống là rất quan trọng.

Tổng quan nghiên cứu

Trong ngành chế biến cá ngừ, phụ phẩm thịt vụn cơ sằm cá ngừ chiếm khoảng 10% tổng khối lượng nguyên liệu, là nguồn đạm quý giá nhưng hiện chủ yếu được sử dụng làm bột cá cho thức ăn gia súc và thủy sản. Theo báo cáo của ngành, nhu cầu sử dụng nước mắm trong nước tăng khoảng 5-7% mỗi năm, trong khi nguồn nguyên liệu truyền thống như cá cơm ngày càng khan hiếm. Việc tận dụng thịt vụn cá ngừ để sản xuất nước mắm không chỉ góp phần đa dạng hóa nguồn nguyên liệu mà còn nâng cao hiệu quả kinh tế ngành chế biến thủy sản.

Luận văn tập trung nghiên cứu sản xuất chế phẩm Koji từ mốc Aspergillus oryzae nhằm ứng dụng trong quá trình lên men nước mắm từ thịt vụn cá ngừ. Mục tiêu cụ thể gồm khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sinh tổng hợp protease trong quá trình nuôi cấy Koji trên môi trường đậu nành, đồng thời đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung chế phẩm Koji và phương pháp bổ sung muối đến quá trình thủy phân protein trong thịt vụn cá ngừ. Nghiên cứu được thực hiện tại Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc Gia TP. HCM trong năm 2017.

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc khai thác hiệu quả nguồn phế phẩm cá ngừ, góp phần nâng cao giá trị gia tăng sản phẩm nước mắm, đồng thời giải quyết bài toán thiếu hụt nguyên liệu trong ngành chế biến thủy sản. Các chỉ số như hoạt lực protease đạt 1,228 U/g chế phẩm thô và nồng độ nitơ tổng trong nước mắm lên đến 22,69 g/100g cho thấy tiềm năng ứng dụng thực tiễn của chế phẩm Koji.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính: lý thuyết sinh tổng hợp enzyme protease từ vi sinh vật và mô hình lên men thủy phân protein trong sản xuất nước mắm.

1. Lý thuyết sinh tổng hợp protease của Aspergillus oryzae: Mốc Koji Aspergillus oryzae có khả năng sinh tổng hợp mạnh mẽ protease ngoại bào, chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường như thành phần dinh dưỡng (đậu nành, trấu, casein), pH, độ ẩm và nhiệt độ. Các chất cảm ứng protein như casein kích thích quá trình tổng hợp enzyme, trong khi tỷ lệ C/N và độ ẩm môi trường ảnh hưởng đến hoạt tính protease.

2. Mô hình lên men thủy phân protein trong sản xuất nước mắm: Quá trình thủy phân protein cá thành acid amin và peptide được xúc tác bởi enzyme protease, tạo nên hương vị đặc trưng và giá trị dinh dưỡng cho nước mắm. Việc bổ sung enzyme từ Koji giúp rút ngắn thời gian lên men và tăng hiệu suất thu hồi đạm.

Các khái niệm chính bao gồm: hoạt tính protease (U/g), tỷ lệ nitơ acid amin/nitơ tổng (%), độ ẩm môi trường (% w/w), pH môi trường, và tỷ lệ bổ sung chế phẩm Koji (% protein cá).

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính là nguyên liệu thịt vụn cơ sằm cá ngừ từ công ty thủy sản Hải Vương và giống mốc Koji Aspergillus oryzae nhập khẩu từ Nhật Bản. Nghiên cứu được thực hiện theo hai giai đoạn:

• Giai đoạn 1: Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sinh tổng hợp protease trong quá trình nuôi cấy Koji trên môi trường đậu nành/trấu/casein. Các biến số gồm tỷ lệ đậu nành/trấu (70/25/5 đến 75/20/5), hàm lượng casein (3-6%), pH ban đầu (5-8), và độ ẩm ban đầu (40-55%). Mật độ vi sinh vật được kiểm soát ở 10^7 cfu/mL, nhiệt độ nuôi cấy 35°C, thời gian 72 giờ. Hoạt tính protease được xác định bằng phương pháp Anson cải tiến.

• Giai đoạn 2: Khảo sát quá trình lên men nước mắm từ thịt vụn cá ngừ sử dụng chế phẩm Koji với các mức nồng độ enzyme bổ sung (1,1; 1,2; 1,3 U/g protein cá) và phương pháp bổ sung muối (một lần hoặc nhiều lần với tổng hàm lượng 15%). Thời gian lên men 18 ngày ở 32°C. Các chỉ tiêu phân tích gồm nitơ tổng, nitơ acid amin, nitơ amoniac (NH3), hoạt độ protease trong môi trường lên men.

Phân tích số liệu được thực hiện với cỡ mẫu lặp lại 3 lần, sử dụng phương pháp thống kê mô tả và so sánh trung bình để đánh giá ảnh hưởng các yếu tố. Timeline nghiên cứu kéo dài từ tháng 1 đến tháng 6 năm 2017.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của thành phần môi trường đến hoạt tính protease: Tỷ lệ đậu nành/trấu/casein 70/25/5 (w/w) là điều kiện tối ưu, đạt hoạt lực protease 1,228 U/g chế phẩm thô sau 72 giờ nuôi cấy. Khi tăng hàm lượng casein lên 5%, hoạt tính protease tăng đáng kể so với 3% và 4% (tăng khoảng 15-20%). pH ban đầu 7 và độ ẩm 50% cũng cho kết quả hoạt tính cao nhất, vượt trội so với các mức pH 5, 6 và 8.

2. Khả năng thủy phân protein thịt vụn cá ngừ bằng chế phẩm Koji: Bổ sung chế phẩm Koji với nồng độ enzyme 1,2 U/g protein cá và muối 15% chia làm 4 lần bổ sung cho hiệu quả thủy phân tốt nhất. Sau 18 ngày lên men, nồng độ nitơ tổng đạt 22,69 g/100g, nitơ acid amin 19,05 g/100g, nitơ NH3 2,37 g/100g, tỷ lệ nitơ acid amin/nitơ tổng đạt 83,96%. So với phương pháp bổ sung muối một lần, phương pháp nhiều lần giúp tăng 8-10% hàm lượng nitơ acid amin.

3. Ảnh hưởng của nồng độ protease và phương pháp bổ sung muối: Tăng nồng độ protease từ 1,1 lên 1,3 U/g protein cá làm tăng hoạt tính protease trong môi trường lên men khoảng 12%, đồng thời nâng cao hiệu suất thủy phân protein. Phương pháp bổ sung muối nhiều lần giúp duy trì hoạt tính enzyme ổn định hơn so với bổ sung một lần.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy môi trường nuôi cấy Koji với tỷ lệ đậu nành/trấu/casein 70/25/5, pH 7 và độ ẩm 50% là điều kiện tối ưu để sinh tổng hợp protease, phù hợp với các nghiên cứu trước đây về ảnh hưởng của thành phần dinh dưỡng và pH đến hoạt tính enzyme của Aspergillus oryzae. Việc bổ sung casein làm chất cảm ứng giúp tăng cường tổng hợp protease, đồng thời duy trì độ ẩm và pH ổn định tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển.

Trong quá trình lên men nước mắm, việc bổ sung chế phẩm Koji với nồng độ enzyme 1,2 U/g protein cá và phương pháp bổ sung muối nhiều lần giúp tăng hiệu quả thủy phân protein, nâng cao hàm lượng nitơ acid amin và tỷ lệ nitơ acid amin/nitơ tổng, chỉ số quan trọng phản ánh chất lượng nước mắm. So sánh với các nghiên cứu ứng dụng enzyme protease khác, kết quả này cho thấy tiềm năng ứng dụng thực tiễn của Koji trong sản xuất nước mắm từ thịt vụn cá ngừ.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh hoạt tính protease theo các tỷ lệ môi trường, pH và độ ẩm; bảng phân tích hàm lượng nitơ tổng, nitơ acid amin và nitơ NH3 theo các điều kiện bổ sung muối và nồng độ enzyme, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả của từng yếu tố.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tối ưu hóa quy trình nuôi cấy Koji: Áp dụng tỷ lệ đậu nành/trấu/casein 70/25/5, pH 7, độ ẩm 50%, nhiệt độ 35°C và thời gian 72 giờ để sản xuất chế phẩm Koji có hoạt tính protease cao. Chủ thể thực hiện: các nhà máy sản xuất enzyme, timeline 3-6 tháng để chuẩn hóa quy trình.

2. Áp dụng chế phẩm Koji trong sản xuất nước mắm từ thịt vụn cá ngừ: Bổ sung enzyme với nồng độ 1,2 U/g protein cá và muối 15% chia làm 4 lần bổ sung trong quá trình lên men 18 ngày ở 32°C để nâng cao hiệu suất thủy phân protein và chất lượng sản phẩm. Chủ thể thực hiện: các cơ sở sản xuất nước mắm, timeline 6-12 tháng để thử nghiệm quy mô công nghiệp.

3. Nghiên cứu tiếp tục về chất lượng dinh dưỡng và cảm quan sản phẩm: Đánh giá thành phần dinh dưỡng, mùi vị, màu sắc và độ an toàn thực phẩm của nước mắm sản xuất từ thịt vụn cá ngừ sử dụng Koji để đảm bảo phù hợp với thị trường tiêu dùng. Chủ thể thực hiện: viện nghiên cứu, trường đại học, timeline 12 tháng.

4. Đánh giá hiệu quả kinh tế và môi trường: Phân tích chi phí sản xuất, lợi ích kinh tế và tác động môi trường khi ứng dụng chế phẩm Koji trong sản xuất nước mắm từ phụ phẩm cá ngừ nhằm thúc đẩy áp dụng rộng rãi. Chủ thể thực hiện: các tổ chức nghiên cứu kinh tế và môi trường, timeline 6-9 tháng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà sản xuất nước mắm và chế biến thủy sản: Nghiên cứu cung cấp giải pháp tận dụng phụ phẩm cá ngừ, giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và đa dạng hóa sản phẩm.

2. Các viện nghiên cứu và trường đại học chuyên ngành công nghệ thực phẩm: Tài liệu tham khảo về quy trình nuôi cấy vi sinh vật, sinh tổng hợp enzyme và ứng dụng trong lên men thực phẩm.

3. Doanh nghiệp sản xuất enzyme và nguyên liệu lên men: Cung cấp dữ liệu khoa học để phát triển chế phẩm Koji có hoạt tính protease cao, mở rộng thị trường ứng dụng.

4. Cơ quan quản lý và phát triển ngành thủy sản: Tham khảo để xây dựng chính sách hỗ trợ khai thác hiệu quả nguồn phụ phẩm, thúc đẩy phát triển bền vững ngành chế biến thủy sản.

Câu hỏi thường gặp

1. Koji là gì và tại sao được sử dụng trong sản xuất nước mắm?
   Koji là chế phẩm enzyme thô từ mốc Aspergillus oryzae, chứa protease giúp thủy phân protein thành acid amin. Nó được sử dụng để rút ngắn thời gian lên men và nâng cao hiệu suất thu hồi đạm trong sản xuất nước mắm.

2. Tỷ lệ đậu nành/trấu/casein ảnh hưởng thế nào đến hoạt tính protease?
   Tỷ lệ 70/25/5 (w/w) được xác định là tối ưu, cung cấp đủ nguồn carbon, nitơ và chất cảm ứng để mốc Koji sinh tổng hợp protease với hoạt tính cao nhất, đạt 1,228 U/g chế phẩm thô.

3. Phương pháp bổ sung muối nào hiệu quả hơn trong lên men nước mắm?
   Bổ sung muối 15% chia làm 4 lần giúp duy trì hoạt tính enzyme ổn định và tăng hàm lượng nitơ acid amin hơn so với bổ sung muối một lần, cải thiện chất lượng sản phẩm.

4. Nồng độ enzyme protease bổ sung ảnh hưởng thế nào đến quá trình lên men?
   Nồng độ enzyme 1,2 U/g protein cá là mức tối ưu, tăng hoạt tính protease và hiệu quả thủy phân protein. Tăng lên 1,3 U/g có thể cải thiện thêm nhưng cần cân nhắc chi phí.

5. Có thể áp dụng quy trình này trong sản xuất nước mắm quy mô công nghiệp không?
   Kết quả nghiên cứu cho thấy khả thi về mặt kỹ thuật. Tuy nhiên, cần nghiên cứu thêm về tối ưu hóa quy trình, chất lượng cảm quan và hiệu quả kinh tế trước khi áp dụng rộng rãi.

Kết luận

• Môi trường nuôi cấy Koji với tỷ lệ đậu nành/trấu/casein 70/25/5, pH 7 và độ ẩm 50% cho hoạt tính protease cao nhất (1,228 U/g).
• Bổ sung chế phẩm Koji với nồng độ enzyme 1,2 U/g protein cá và muối 15% chia làm 4 lần tối ưu quá trình thủy phân protein trong nước mắm từ thịt vụn cá ngừ.
• Nồng độ nitơ acid amin đạt 19,05 g/100g, tỷ lệ nitơ acid amin/nitơ tổng là 83,96%, phản ánh chất lượng nước mắm cao.
• Nghiên cứu mở ra hướng khai thác hiệu quả phụ phẩm cá ngừ, góp phần nâng cao giá trị kinh tế ngành chế biến thủy sản.
• Các bước tiếp theo gồm tối ưu hóa quy trình lên men, đánh giá chất lượng sản phẩm và phân tích hiệu quả kinh tế để ứng dụng thực tiễn.

Khuyến khích các nhà sản xuất và viện nghiên cứu tiếp tục phát triển và ứng dụng công nghệ Koji trong sản xuất nước mắm nhằm đáp ứng nhu cầu thị trường ngày càng tăng.